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Science 一周论文导读

时间: 2019年08月26日 | 作者: Admin | 来源: 领研网(linkresearcher.com)
审校:棒冰 访冬 小勺 小锅 邓卓 山村水郭 制版:阿金 封面设计:访冬 生物学 Biology Reducing the metabolic rate of walking and running with a versatile, portable exosuit 使用多功能便携式外衣降低步行和


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审校:棒冰 访冬 小勺 小锅 邓卓 山村水郭

制版:阿金

封面设计:访冬


生物学

Biology


Reducing the metabolic rate of walking and running with a versatile, portable exosuit

使用多功能便携式外衣降低步行和跑步的新陈代谢率


图片来源:Clem Onojeghuo via Unsplash


(导读 郭怿暄)走路和跑步的生物力学显著不同,使得开发适合两种步法的辅助装置非常困难。本研究开发出一种便携式外衣,可协助伸展髋关节从而使1.5米/秒步行代谢率降低9.3%,2.5米/秒跑步代谢率降低4.0%。这件外衣可根据穿戴者质量中心潜在能量波动估算自动在两种步法模式间切换。单人试验显示该外衣可降低不同跑步速度及上山步行的代谢率,表明其多用性。[论文详细信息]



Nuclear hnRNPA2B1 initiates and amplifies the innate immune response to DNA viruses

核hnRNPA2B1启动并放大对DNA病毒的固有免疫应答


(导读 王思菲)病毒DNA如何触发固有免疫应答仍不明。本研究发现DNA病毒感染细胞时,核内异质性胞核核糖核蛋白(hnRNPA2B1)感知病毒DNA后形成同源二聚体,精氨酸去甲基酶JMJD6对精氨酸-226去甲基化,继而hnRNPA2B1转位至细胞质中,激活TBK1-IRF3通路产生IFN-α/β。hnRNPA2B1促进CGAS、IFI16和STING信使RNA的m6A修饰和核质运输,从而放大TBK1-IRF3通路的激活效应。因此,hnRNPA2B1启动IFN-α/β产生并促进STING依赖的抗病毒信号。[相关报道:曹雪涛团队发现新型细胞核内DNA感受器]



Hippocampal sharp-wave ripples linked to visual episodic recollection in humans

海马尖波波纹与人类视觉情景回忆有关


(导读 郭怿暄)海马尖波波纹(SWRs)在清醒,有意识行为中的认知内容和功能尚不清楚。本研究在人类患者对观看过的照片进行情景自由回忆时进行颅内记录,发现回忆前1到2秒海马波纹速率内容选择性增高。在回忆时,高阶视觉区会出现与回忆内容相关的SWR耦合激活模式重现。编码时SWR速率可对后续自由回忆表现进行预测。该结果发现了海马SWRs在激发自发回忆中发挥重要作用。[论文详细信息]



Teosinte ligule allele narrows plant architecture and enhances high-density maize yields

大刍草等位基因缩小植物结构并增强高密度玉米产量


(导读 阿金)增加种植密度可促进玉米产量,而挺直的植物结构可增加种植密度。本研究克隆了挺直型植物结构基因UPA1和UPA2,UPA2由双碱基多态性所控制,调控下游一个含有B3结构域的转录因子ZmRAVL1表达,而ZmRAVL1还是调控UPA1数量性状位点的功能基因。该试验将野生UPA2等位基因引入现代玉米杂交种中并且编辑ZmRAVL1基因,从而增强高密度种植玉米的产量。[论文详细信息]



Mitochondria—Striking a balance between host and endosymbiont

线粒体-在宿主和内共生之间取得平衡


(导读 王思菲)线粒体起源于内共生于古细菌的α-变形菌,在能量代谢上具有优势,得以产生真菌、植物和动物,但其缺点却被忽略。线粒体及核基因组的协调表达不精确可能导致蛋白质毒性应激,线粒体DNA的克隆繁殖也需精密调控以避免突变问题。后生动物中,线粒体中的组分可能与病原体感受器交叉作用并导致炎症。本研究关注多种补偿或减轻内共生问题的质控流程。[论文详细信息]



Specialized cutaneous Schwann cells initiate pain sensation

特化的皮肤施万细胞引发疼痛感


(导读 郭怿暄)对厌恶刺激的感知和应答是生物存活的必备技能。本研究发现一种特化的皮肤神经胶质细胞,在皮肤表皮下边界处形成网状结构,具有传递有害热量和机械力感觉的作用。还发现了其与感觉神经元的直接兴奋性功能连接,为这个在感知有害刺激中发挥重要功能的未知器官提供证据。该结果表明这些神经胶质细胞负责机械力感知并将痛觉信息传递给神经。[相关报道:这篇《科学》论文让教科书又要改写了]



Bright and photostable chemigenetic indicators for extended in vivo voltage imaging

扩展应用于体内电压成像的明亮耐光型化学指示剂


(导读 刘奇)荧光蛋白和视紫红质的亮度和光稳定性限制了现有基因编码电压指示器(GEVIs)的应用。本研究设计了一种称为Voltron的GEVI,指示器使用明亮耐光型合成染料,在体内同时成像的神经元数量增加了10倍,成像持续时间更长。Voltron在小鼠皮层可同时记录数十个神经元的活动峰和次临界电压,在斑马鱼幼体增强了脉冲峰时间与行为精确相关性的获取。[论文详细信息]



Active cell migration is critical for steady-state epithelial turnover in the gut

活跃的细胞迁移对于肠道中的稳态上皮更新至关重要


(导读 郭怿暄)小肠上皮更新机制尚不清楚。本研究将生物物理建模、定量三维组织成像与遗传和物理操作相结合,发现存在肌动蛋白相关蛋白2/3复合物依赖的活跃迁移力,可解释细胞速度、密度,及沿纤毛的组织张力。细胞迁移中很少发生重排,具有双重极性,以肌动蛋白富集基底突出朝向为迁移方向。由此发现活跃的迁移是肠道上皮更新的关键组成。[论文详细信息]


材料科学

Materials Science


Thermal unequilibrium of strained black CsPbI3 thin films

应变黑色CsPbI3薄膜的热不平衡


图片来源:cMACS


(导读 王嘉媛)由于黑色相具有旋光性,高温全无机CsPbI3钙钛矿黑色相在室温下是亚稳定的,阻碍了CsPbI3在光电器件中的使用。本研究使用基于同步色散、掠入射、广角X射线散射等方法来跟踪在330°C退火后冷却时黑色CsPbI3薄膜内晶体畸变的引入和应变驱动纹理的形成,结合衬底夹紧和双轴应变使得黑色相CsPbI3薄膜在室温下保持稳定,并通过热力学模型进行了验证。[论文详细信息]



Stabilizing heterostructures of soft perovskite semiconductors

软钙钛矿半导体的稳定异质结构


(导读 王嘉媛)本研究报告了当在富含铅表面和氯化石墨烯氧化层之间形成强Pb-Cl和Pb-O键时,构建的异质结构可以选择性地提取光生载流子并阻止软钙钛矿分解组分的损失,从而减少对有机电荷传输半导体的损害,以稳定基于钙钛矿的异质结构。在60℃、AM1.5G太阳光下运行1000小时后,该钙钛矿太阳能电池保持其21%初始效率的90%。[论文详细信息]


物理学

Physics


Sub–single-exciton lasing using charged quantum dots coupled to a distributed feedback cavity

使用耦合到分布式反馈谐振腔的带电量子点实现亚单激子激射


 (导读 向菲菲)胶体半导体量子点(QDs)是实现高柔性,全溶液处理的光学增益介质的理想材料。但由于非辐射俄歇复合导致其很难应用到激光中。本研究通过将QD内部用于阻止俄歇复合的组分渐变同抑制寄生基态吸收的合成后带电态相结合,将激射的阈值减小到低于单激子每量子点限制的值。该方法有望将胶体QDs激光技术延伸到传统半导体激光器无法触及的领域。[论文详细信息]



Quantum-state–selective electron recombination studies suggest enhanced abundance of primordial HeH+

量子态选择性电子重组研究表明原始HeH离子丰度的增加


(导读 阿金)早期宇宙中的恒星形成主要由氢和氦两种元素参与。本研究使用低温离子存储环结合电子束,共同测量解离复合态速率系数,发现HeH离子最低旋转态的电子复合率与室温测量数据相比,显著下降。研究结果表明在宇宙初期恒星和星系形成的红移过程中冷HeH离子破坏减少,从而增加了这种原始分子的丰度。[论文详细信息]



Nearly ferromagnetic spin-triplet superconductivity

近铁磁自旋-三重态超导


 (导读 向菲菲)自旋-三重态超导体具有潜在的拓扑激发,使其在量子信息处理中具有重要价值。本研究报道在UTe2中发现的自旋-三重超导态,具有1.6K的转变温度和超过40T的各向异性的临界磁场。这种超导相稳定性表明UTe2与铁磁超导体有关。但由于其缺乏磁序和量子临界尺度的观测,使得UTe2处在铁磁超导体序列的顺磁端。[相关报道:在这座岛屿上,物理学家发现了奇特的宝藏!]


其他


【Astronomy-天文】Relativistic redshift of the star S0-2 orbiting the Galactic Center supermassive black hole

围绕银河系中心超大质量黑洞的恒星S0-2的相对论红移


(导读 王嘉媛)本研究通过观测围绕银河系中心恒星S0-2,结合1995年至2017年的光谱和天体测量数据(包括S0-2 16年的轨道),与2018年3月至9月的数据(包括S0-2最接近黑洞的三个事件),发现相对论和引力红移的组合,量化后的红移参数ϒ = 0.88±0.17,与广义相对论预测的——靠近超大质量黑洞的恒星应该呈现出相对论性红移——这一结论符合。[论文详细信息]



【Geoscience-地球科学】Primordial and recycled helium isotope signatures in the mantle transition zone

地幔过渡带中原始和再循环氦同位素特征


图片来源:Suzette Timmerman


(导读 阿金)目前地幔一百公里深处氦同位素特征尚难以直接测量。本研究测量了地幔过渡带中不受地表污染的超深钻石流体包裹体He-Sr-Pb同位素比,发现了He-C-Pb-Sr同位素的极端变化性,其中氦同位素比与较高氦浓度相关。结果表明高氦同位素比的地幔源渗入过渡带,与再循环物质发生作用,形成洋岛玄武岩中的多样化成分。[论文详细信息]